Совершенствование методики определения силового сопротивления и конструктивной формы перфорированных стоек

• Автор: Кожихов, Алексей Григорьевич
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 172 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ Стр.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Достоинства и классификация перфорированных стержней

1.2. Применение перфорированных стержней.

1.3. Технология изготовления перфорированных стержней

1.4. Обзор экспериментальнотеоретических исследований сжатых перфорированных стержней

1.5. Расчетные модели перфорированного стержня.

1.6. Выводы по первой главе

ГЛАВА 2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРФОРИРОВАННЫХ СТОЕК
2.1. Определение силового сопротивления внецентренно сжатых перфорированных стоек в проектновычислительном комплексе .
2.2. Определение силового сопротивления внецентренно сжатых перфорированных стоек в программном комплексе Лира
2.3. Определение силового сопротивления внецентренно сжатых перфорированных стоек в расчетновычислительном комплексе .
2.4. Разработка объемных конечных элементов повышенной точности. Моментная схема метода конечных элементов .
2.4.1. Построение несовместных функций перемещений с помощью вспомогательных аппроксимирующих полиномов
2.4.1.1. Полилинейный конечный элемент
2.4.1.2. Поликвадратичный конечный элемент
2.4.2. Аппроксимация компонент тензора деформаций
2.4.3. Функции формы объемных изопараметрических конечных элементов.
2.4.4. Матричный алгоритм формирования матрицы жесткости объемных конечных элементов по моментной схеме
2.5. Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ СЖАТЫХ ПЕРФОРИРОВАННЫХ СТОЕК
3.1. Цели эксперимента
3.2. Изготовление экспериментальных образцов
3.3. Характеристики экспериментальных образцов
3.4. Стенд для испытания стоек на внецентренное сжатие
3.5. Методика проведения опытов.
3.6. Аппаратное и программное обеспечения тензометрии
3.7. Исследование силового сопротивления внецентренно сжатых перфорированных стоек
3.8. Несущая способность стоек
3.9. Сопоставление экспериментальных данных с результатами
расчета.
ЗЛО. Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНОЙ ФОРМЫ
ПЕРФОРИРОВАННЫХ СТОЕК И БАЛОК
4.1. Перфорированные двухветвевые стойки из развитых двутавров
4.1.1.ерфорированная двухветвевая стойка из развитых двутавров .
4.1.2. Перфорированная двухветвевая стойка из развитых двутавров с прямоугольными вставками.
4.1.3. Перфорированная двухветвевая стойка из развитых двутавров с гофрированными прямоугольными вставками
4.2. Перфорированная балка с шахматной перфорацией с прямоугольными гофрированными вставками
4.3. Автоматизированное определение геометрических характеристик поперечных сечений перфорированных двутавров
4.4. Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Алюминий вследствие более высокой деформативности используется редко. Из чугунных перфорированных стержней выполнен купол Исаакиевского собора в СанктПетербурге. Железобетонные перфорированные двутавры находят применение в качестве столбов на железных дорогах. Бистальные и моносталъные. Перфорированные стержни могут выполняться в моностальном и бистальном варианте. Например, в сечении, состоящем из швеллеров уголков, соединенных перфорированными полосами, швеллеры уголки и полосы могут иметь разные марки стали. В бистальных сквозных двутаврах верхний сжатый пояс выполняется из менее прочной стали, но из двутавра большего номера, а нижний растянутый пояс из более прочной стали, но из профиля меньшего сечения. Как отмечается в , бистальные сквозные двутавры по универсальности, широте диапазона несущей способности, экономичности, повышенной жесткости, являются самыми рациональными из всех сквозных двутавров. С симметричным и несимметричным сечением. По виду испытываемого напряженнодеформированного состояния различают сжатые, растянутые, сжатоизогнутые внецентренносжатые, изгибаемые перфорированные стержни. По наличию вставок между половинками профиля. Дополнительного увеличения высоты, а, следовательно, момента инерции и несущей способности, можно добиться вставкой прямоугольных пластин между половинками стержня рис. При использовании вставок в форме трапеции образуется профиль переменного по длине сечения. Применение гофрированных вставок приводит к повышению местной устойчивости стенки , 2, 4. Рис. По наличию вставок на концах профилей симметрия или асимметрия линии реза В зависимости от тог о, симметрична линия разрезки исходного профиля относительно середины длины или несимметрична, в результате образуются перфорированные двутавры одного или двух типов рис. Рис. По способу роспуска и образования отверстий. По виду составляющих сечение. Различают стержни, составленные из полос гнутые перфорированные профили развитые профили проката комбинированные, например, развитые профили проката, соединенные между собой перфорированными пластинами. Перфорированные дву тавры являются широко распространенным видом перфорированных стержней. Синонимами термина перфорированный двутавр являются сквозной двутавр или двутавр со сквозной стенкой, развитый двутавр, балка с перфорированной стенкой. Сотовые двутавры название таких профилей заграницей по форме шестиугольных отверстий в стенке балки, напоминающей пчелиные соты. Перфорированный двутавр образуется разрезкой роспуском его стенки по зигзагообразной линии с дальнейшей раздвижкой и сваркой встык образовавшихся половинок по выступающим кромкам распущенной стенки рис. Л г . Рис. Схема разрезки роспуска исходного двутавра При разрезке заготовки должны соблюдаться следующие ограничения ср . Ь1 0, . И, а мм, к 0 мм У перфорированных балок без вставок высота больше до 1,5 раз, несущая способность выше в 1,3 1,5 раз, моменты инерции увеличены в 1,5 2 раза по сравнению с исходными профилями. Исходная заготовка может использоваться без отходов. Перфорированные стержни заслуженно получили широкое распространение, как в нашей стране, так и за рубежом. Они уже не одно десятилетие успешно применяются в промышленном, гражданском, сельскохозяйственном, транспортном, шахтном строительстве, моего, машино, судо, авиастроении, в конструкциях космических сооружений. Перфорированные стержни применены при постройке некоторых известных сооружений. Например, основными элементами купола Исаакиевского собора в СанктПетербурге пролет м являются чугунные перфорированные стержни рис. Стальные перфорированные элементы есть на крейсере Аврора. Знаменитые установки реактивной артиллерии Катюша в своей конструкции имеют перфорированные стержни рис. Мосты через реки Делавер в США рис. Волгу Астрахань, пролет 0 м и несколько менее крупных мостов в нашей стране построены в х годах XX века с применением сжатых перфорированных стержней. Рис. Примеры применения перфорированных стержней а Купол Исаакиевского собора в СанктПетербурге б Реактивная артиллерийская установка Катюша в Мост через р.